La norme NF EN ISO 6520-1 (« Classification des défauts géométriques dans les soudures des matériaux métalliques — Partie 1 : Soudage par fusion ») fixe la nomenclature de référence utilisée dans tous les rapports de contrôle non destructif, les cahiers de soudage et les jurisprudences techniques. Chaque imperfection est désignée par un code à 3 chiffres et un libellé normalisé, repris à l'identique dans la NF EN ISO 5817 (niveaux de qualité) et dans les rapports CND ISO 17636 (RT) ou ISO 17640 (UT).

« Une imperfection est toute déviation par rapport à la soudure idéale. Elle devient un défaut lorsqu'elle excède le critère d'acceptation fixé par les spécifications applicables. »

— Définition NF EN ISO 6520-1

La distinction imperfection / défaut est centrale : une porosité de 0,4 mm sur une charpente NF EN 1090 EXC2 est une simple imperfection acceptée ; la même porosité sur un appareil à pression DESP catégorie IV ou sur une tuyauterie ASME B31.3 devient un défaut rédhibitoire imposant la réparation. Le critère d'acceptation dépend toujours de l'application — il n'existe pas de qualité « universellement bonne ».

Les 6 familles regroupent environ 80 imperfections élémentaires codifiées. Pour mémoire, les codes commencent par : 1xx pour les fissures, 2xx pour les cavités, 3xx pour les inclusions solides, 4xx pour les manques de fusion / pénétration, 5xx pour les défauts de forme, 6xx pour les défauts divers. Pour l'aluminium et ses alliages, la classification équivalente est donnée par la EN ISO 10042.

Une fissure est une discontinuité plane qui agit comme un amorce de rupture fragile. À pénétration égale, une fissure réduit la durée de vie en fatigue d'un cordon d'un facteur 10 à 100. Quel que soit le code applicable (ISO 5817 niveaux B, C ou D ; ASME IX ; EN 13445), aucune fissure n'est jamais tolérée. La réparation est systématique : meulage jusqu'au métal sain, ressuage de contrôle, puis rechargement.

On distingue quatre mécanismes :

• Fissuration à chaud (solidification) : se produit dans le bain en fin de solidification, lorsque les eutectiques à bas point de fusion (soufre, phosphore, plomb dans les aciers ; silicium dans les alus série 6000) restent liquides alors que la matrice se contracte. Typique des aciers fortement alliés et des inox austénitiques sans ferrite résiduelle.
• Fissuration à froid (hydrogène) : intervient 24 à 48 heures après le soudage, sur les aciers à haute résistance (≥ 500 MPa) et les zones affectées thermiquement (ZAT) à martensite. Mécanisme : hydrogène dissous (provenant d'enrobages basiques mal étuvés, d'humidité, de pollutions) qui diffuse vers les zones en traction et provoque la décohésion. Cas dramatique pour les structures déjà mises en service : étuvage des baguettes basiques à 250-300 °C pendant 2 h minimum, préchauffage de la pièce à 100-200 °C selon le carbone équivalent.
• Fissuration de relaxation (recuit) : apparaît pendant ou après traitement thermique de détensionnement sur certains aciers (CrMoV, inox austénitiques stabilisés). Évitable par contrôle de la composition et de la cinétique de chauffage.
• Fissuration de lamellation (lamellar tearing) : décollement parallèle aux peaux du produit laminé, sur tôles épaisses sollicitées dans l'épaisseur. Lié aux inclusions de sulfures alignées. Prévention : aciers à basse teneur en soufre (acier Z selon EN 10164) ou conception qui sollicite l'acier dans le sens du laminage.

Les cavités sont des vides emprisonnés dans le métal solidifié. Contrairement aux fissures, elles sont volumiques (sphériques ou allongées) et donc moins néfastes en fatigue à volume égal — mais elles réduisent la section portante et peuvent constituer des amorces de corrosion.

• Porosités (201) : bulles de gaz piégées lors du refroidissement. Causes : humidité (enrobage non étuvé, condensation sur tôle), pollution (graisse, peinture, rouille, oxydation), gaz inadapté (CO₂ pur sur inox), débit trop faible ou trop fort (turbulence aspirant l'air), courant d'air dans l'atelier perturbant la protection gazeuse. Très fréquent en MIG/MAG en extérieur.
• Porosités vermiculaires (202) : vers gazeux allongés, perpendiculaires à la racine, typiques d'un dégazage incomplet sur tôles galvanisées ou peintes.
• Retassures (203) : cavités de fin de solidification en bout de cordon (cratère de fin d'arc). Évitables par une rampe de décroissance du courant et un remplissage du cratère avant interruption de l'arc.
• Soufflures (2011) : porosités regroupées en chapelet le long du cordon, signe d'une pollution continue (huile sur le fil MIG, mauvaise étanchéité du circuit gaz).

Les critères ISO 5817 fixent un pourcentage maximal de porosité par projection (typiquement 1 à 4 % en niveau B, jusqu'à 8 % en niveau D) et un diamètre individuel maximum (0,2 × épaisseur en B, 0,4 × épaisseur en D). La détection se fait par radiographie (RT), qui révèle parfaitement les porosités sous forme de taches noires sur le film.

Une inclusion est un corps étranger piégé dans le métal fondu. Elle constitue une discontinuité métallurgique qui rompt la continuité de la matrice et peut amorcer la corrosion ou la fatigue selon sa nature.

• Inclusions de laitier (301) : résidu de scorie non éliminé entre deux passes en MMA ou en arc submergé. Causes : piquage et brossage insuffisants entre passes, vitesse de soudage trop élevée, mauvais angle de torche. Détection RT (taches blanches sur film) ou UT.
• Inclusions d'oxydes (303) : films d'oxydes d'aluminium ou de chrome non dispersés. Très problématiques sur alus série 5000-6000 et inox.
• Inclusions de tungstène (3041) : spécifique du procédé TIG. Si l'électrode touche le bain (« plongée » de l'opérateur), des particules de tungstène se détachent. Visibles en RT sous forme de taches très blanches (W est dense, ρ = 19,3 g/cm³). Évitable par stricte distance arc, affûtage régulier, intensité adaptée au diamètre d'électrode.
• Inclusions de cuivre (3042) : contact accidentel de la tuyère cuivrée MIG ou de l'âme d'un fil mal cuivré. Réduit la résistance à la corrosion.

Toutes les inclusions doivent être réparées si elles excèdent les seuils de l'ISO 5817. En niveau B, longueur maximale ≤ 0,2 × épaisseur ; en niveau D, ≤ 0,4 × épaisseur avec maximum 4 mm.

• Manque de fusion (401) : absence de liaison métallurgique entre le métal fondu et le métal de base (manque de fusion latéral) ou entre deux passes successives (manque de fusion entre passes). Apparaît comme une fine ligne plane, comparable à une fissure à froid pour les conséquences mécaniques. Causes : intensité trop faible, vitesse trop élevée, angle de torche défavorable, mauvais préparation des chanfreins (oxydation, calamine, peinture résiduelle).
• Manque de pénétration en racine (402) : la racine du chanfrein n'est pas atteinte par le métal fondu. Sur un assemblage en V à pénétration totale, c'est rédhibitoire — la section portante réelle est inférieure à celle calculée. Causes : intensité insuffisante, talon trop épais, gap (jeu en racine) insuffisant, vitesse excessive.
• Pénétration excessive (504) : à l'inverse, débordement du bain au-delà de l'envers du chanfrein. Pas un défaut critique mécaniquement, mais perturbe les écoulements (tuyauterie), favorise la corrosion et augmente la fatigue.

Sur les codes constructeurs (ASME IX, EN 13445, EN 1090 EXC3-EXC4), tout manque de fusion et tout manque de pénétration en racine sont strictement interdits, quelle que soit leur taille. Sur EN 1090 EXC2, certains seuils sont tolérés en niveau D (manque pénétration ≤ 0,2 × épaisseur, plafonné à 2 mm).

Ces défauts sont détectables visuellement et constituent le périmètre du contrôle VT systématique (NF EN ISO 17637). Ils sont rarement critiques en eux-mêmes, mais leurs amplitudes excessives concentrent les contraintes et amorcent la fatigue.

• Caniveaux (5011/5012) : dépression linéaire au pied du cordon, parallèle au sens de soudage. Concentrateur de contraintes majeur en fatigue. Tolérance ISO 5817 : 0,05 mm en B, 0,1 mm en C, 0,2 mm en D (max 0,5 mm).
• Surépaisseur excessive (502) : convexité trop marquée du cordon. Aérodynamiquement et hydrauliquement défavorable, pénalise la fatigue. Tolérance : 1 + 0,1 b en B (b = largeur cordon), 1 + 0,15 b en C, 1 + 0,25 b en D.
• Débordement (506) : métal fondu débordant sur le métal de base sans fusion. Concentrateur de contraintes important.
• Désalignement bord-bord (507) : décalage entre les deux tôles assemblées (h-misalignment). Tolérance 0,1 × épaisseur en B (max 3 mm), 0,15 × épaisseur en C, 0,25 × épaisseur en D.
• Concavité de racine (515) : amincissement de la racine sous le profil souhaité, fréquent en TIG racine sans support envers.
• Projections (602) : gouttelettes adhérentes hors du cordon, fréquentes en MMA et MIG/MAG short-arc. Critère ISO 5817 : interdites en B, tolérées selon revêtement en C/D.
• Amorçages d'arc hors cordon (601) : « cratères » résultant d'un contact accidentel de l'électrode avec la pièce hors zone à souder. Provoquent une mini-ZAT non maîtrisée — particulièrement dommageable sur aciers à haute résistance et inox. Toujours à meuler et à contrôler par ressuage.

Le contrôle visuel (NF EN ISO 17637) reste l'examen de base, réalisé à 100 % sur tous les cordons. Outillage minimal : réglet, calibre de gorge, jauge de caniveaux, miroir d'inspection, lampe à 500 lux minimum sur la zone. Pour les cordons internes (tuyauteries), un endoscope ou une caméra borescope complète l'arsenal.